本发明专利技术公布了一种太阳能线性多镜变焦多向跟踪系统及应用，采用多个反射镜、菲涅尔镜、平面镜组成的一组太阳能光学镜，将每一个镜的转轴设置在一个抛物线或弧形的器件上，每一个太阳能光学镜可以绕轴进行转动，同时抛物线或弧型器件还可以运动，这样实现了太阳镜绕起轴转到与抛物线或弧型器件运动的多向跟踪；本发明专利技术适合于不同规模的多种太阳能的综合利用，特别是太阳能的光伏发电、热发电、高温蒸汽、供暖、烹饪、制冷等，可以在一个系统中同时提供不同功能的太阳能利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能利用,特别是太阳能聚焦跟踪焦点为直线的线性跟踪以及组成 阵 列跟踪及其利用。
技术介绍
太阳能跟踪主要由槽式、塔式和蝶式三种，由于槽式系统为单向跟踪相对技术难 度比较低，同时由于太阳能选择涂层以及真空管技术在100-400度的温度区间具备产业化 生产能力，因而可以迅速的被批量生产,在国际上被最早的商业化应用的就是槽式系统。国际上的槽式系统的主要的跟踪方式采用将一个换热管设置在槽式系统的焦线 位置，在换热管内充入导热油，由电机驱动导热油流动从而实现热能的采集。在跟踪太阳能 的过程中导热油在管道内一起运动，在导热油管道与流出端采用波纹管的方式实现运动的 管道与不运动的管之间的连接；由于波纹管需要耐高温、可靠性高等要求，因而成为关键器 件，同时该种连接无法保证保温性要求,因而系统的热损非常高。中国专利200710176966提供了一种组合的跟踪系统,可以用于槽式、塔式结合的 跟踪系统，其跟踪的方式采用将焦点不动而太阳能镜系统进行运动的方式，主要是采用在 地面上设置两个轨道进行跟踪，而槽式系统线聚焦系统，利用其线性轴与地球自传轴平行 放置，因而可以采用一个方向的转动实现跟踪,但是该方案采用在地面上的转动来实现槽 式跟踪,显然不能实现跟踪，因而专利技术者在方案中进一步设置了俯仰跟踪,使其成为双向的 跟踪，但这种跟踪方式主要是沿着一个圆点的圆周运功与俯仰运动形成的跟踪系统，其局 限性大，不灵活，而且在地面上需要一定的运动轨道，占地面积也相对较多。本专利技术人在200610020352专利技术中公布了变焦跟踪的太阳能利用系统，主要采用 盘式或十字型双向跟踪方式实现变焦跟踪。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种太阳能线性多镜变焦多向跟踪利用系统，采用多个反 射镜、菲涅尔镜、平面镜组成的--组太阳能光学镜,将每一个镜的转轴设置在一个可具有不 同形状的太阳能镜支架上，每一个太阳能光学镜可以绕轴进行转动，同时太阳能镜支架还 可以运动，这样实现了太阳镜绕起轴转和跟随太阳能镜支架运动的多向跟踪；由于多向跟 踪减少了单轴跟踪的难度，同时可以减少聚焦的圆柱区的范围，提高聚焦的倍数,提高使用 的温度；由于太阳能利用设备被设置在一个圆柱体区间内并且在地面或建筑物上,在太阳 能镜运动时保持不动，因而其焦距是变化的变焦跟跟踪，太阳能利用设备设置在圆柱体内 就实现了聚焦跟踪的太阳能的多种利用。本专利技术采用焦线不运动的结构设计,使得热管可以被应用于系统传热，同时由于 焦线不动,可以在焦线上设置其他太阳能利用设备，如太阳能光伏发电设备、斯特林发电机 等重量比较大的设备，可以采用小的驱动力就可以实现对太阳能跟踪和驱动。本专利技术提供了其阵列结构，适合于不同规模的多种太阳能的综合利用，同时也适合于大规模的利用太阳能,特别是太阳能的光伏发电、热发电、高温蒸汽、供暖、烹饪、制冷 等，可以在一个系统中同时提供不同功能的太阳能利用。具体
技术实现思路
如下太阳能线性多镜变焦多向跟踪利用系统,包括至少一个太阳能利用设备、至少一 组光学镜其中每组光学镜由多个太阳能线性聚焦光学镜组成、用于支撑光学镜组的太阳能 镜支架，使太阳能线性聚焦光学镜能跟踪太阳运动的太阳能跟踪装置(4)、动力驱动装置、 以及电子控制系统，每组光学镜共同聚焦于一个圆柱区域内，至少有一个太阳能利用设备 设置在该圆柱区域内并保持不动，在每个太阳能线性聚焦光学镜上固定设置有至少一个转 轴，所述转轴的两端设置在太阳能镜支架上,通过动力驱动装置驱动线性聚焦光学镜沿转 轴转动和跟随太阳能镜支架运动，使每组线性聚焦光学镜的焦线始终保持在太阳能利用设 备所在的区域内 为了使太阳能镜支架可以灵活的进行运动，太阳能镜支架的形状可以选择有利于 运动的形状,也可以选择下列至少一种形状的器件A、抛物线型；B、弧形；C、圆形器件；D、多边形支架；E、复合抛物线型；F、直线、斜线、曲线型。跟踪装置包括用于支撑整个系统的跟踪支架、动力传输机构。为了实现动力驱动 装置(6)驱动动力传输机构，实现光学镜对太阳能的跟踪,所述动力传输装置(10) —端与 驱动装置进行连接，至少另外一端设置在转轴、太阳能镜支架或者太阳能线性聚焦光学镜 上，通过动力驱动装置(6)驱动动力传输机构，实现对太阳能的跟踪。跟踪支架为太阳能利 用设备、太阳能光学镜、跟踪系统、太阳能线聚焦光学镜支架全部组件提供支撑。跟踪支架 可以设置在上述系统的任何部位，只要符合本专利技术的要求,可以任意的设置支架的位置与 结构。任何通过动力驱动系统(6)驱动动力传输机构，都可以用于本专利技术的太阳能跟 踪，所述的动力传输机构选择下列之一齿轮机构(10)、链条机构、涡轮蜗杆机构、铰链机构。其中当动力传输装置(10)的另一端设置在太阳能线性聚焦光学镜的转轴上时， 转轴与光学镜固定连接,通过动力驱动装置驱动传输装置的齿轮或者链条或者绞链机构， 使转轴转动,从而带动太阳能线性聚焦光学镜围绕转轴转动；当动力传输装置设置在太阳 能镜支架上时，可以驱动太阳能镜支架进行运动；当动力传输装置直接设置在太阳能线性 聚焦光学镜上时，可以直接驱动太阳能线性聚焦光学镜进行运动。太阳能镜支架设置在跟踪支架上，并且通过动力驱动装置和动力传输装置太阳能 镜支架可以在跟踪支架上进行运动，与太阳能镜的延转轴的运动共同组成了多向的运动， 主要达到跟踪的目的和要求,太阳能镜支架的运动方式可以采用任何可能的形式,但是优 选的运动的轨迹可以选择下列之一A、抛物线或弧形或圆形器件与地平面平行运动；B、抛物线或弧形或圆形器件延两个抛物线或弧形或圆形进行抛物线或弧形或圆 形运动。C、沿直线、斜线、曲线的运动。由于线聚焦系统不动,可以将任何的太阳能利用设备设置在此区域内，甚至可以 将大重量的设备设置在焦线区域,在焦线与太阳能镜的焦距范围内，都可以设置太阳能利 用设备，根据温度与空间等要求，可以选择任何不大于焦距的范围设置太阳能利用设备，通 常太阳能利用设备可以选择自下列至少一种A、太阳能直接转化为电能的太阳能设备；B、将太阳能转化为热能的热管；C、太阳灶；D、将太阳能转化为热能并且通过热能进行发电的设备，优选为斯特林发电机；E、太阳能干燥、裂解设备；F、将太阳能转换为热能的换热管。在同一个太阳能利用系统中，可以选择不同的利用设备，从而实现多种的太阳能 利用，特别是针对家庭及区域的应用，可以同时为区域提供发电、供暖、干燥、蒸汽、热水等 多种应用，实现区域及部门的能源供应。当选择热管设备时实现将热管技术完美的与光学 镜系统结合起来，实现利用热管技术实现高效的热能采集及传输，减少了系统的采集及传 输热损。线性跟踪系统由南北方向与东西方向两种跟踪方式，主要采用与地平面平行放 置，根据在地球表面的不同的经度与纬度,优先选择与太阳光照射垂直或夹角最小的方向 设置,太阳能线性聚焦光学镜焦线、太阳能光学镜的长度方向的对称轴线与地球自转轴平 行，这样使得集热效率最高，太阳能线性聚焦光学镜的焦线选择下列方式之一进行放置与 地球自转轴平行、与地球自转轴平行夹角最小、与地面平行、与水平面平行，优选为与地球 自转轴平行放置。任何的可以线聚焦的光学镜都可以用于太阳能的采集,太阳能线性聚焦的光学镜 选择自下列一种A、线性复合抛物面反射镜；B、线性菲涅尔透镜本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能线性多镜变焦多向跟踪系统及应用，包括至少一个太阳能利用设备、至少一组光学镜其中每组光学镜由多个太阳能线性聚焦光学镜组成、用于支撑光学镜组的太阳能镜支架，使太阳能线性聚焦光学镜能跟踪太阳运动的太阳能跟踪装置、动力驱动装置、以及电子控制系统，每组光学镜共同聚焦于一个圆柱区域内，至少有一个太阳能利用设备设置在该圆柱区域内并保持不动，其特征是：每个太阳能线性聚焦光学镜上固定设置有至少一个转轴，所述转轴的两端设置在太阳能镜支架上，通过动力驱动装置驱动线性聚焦光学镜沿转轴转动和跟随太阳能镜支架运动，使每组线性聚焦光学镜的焦线始终保持在太阳能利用设备所在的区域内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李建民，
申请(专利权)人：北京智慧剑科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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